磷酸盐对土壤吸附一硫代砷的影响

通过设计批实验和表征分析,探究不同浓度的磷酸盐影响下,一硫代砷酸盐(MTA)在土壤上的吸附特征和机理.结果发现,Elovich动力学模型和Langmuir等温吸附模型可较好地拟合MTA在土壤中的吸附过程,相关系数R^(2)分别为0.983和0.994,表明土壤吸附MTA发生在局部位置,吸附过程主要以非均相扩散为主,拟合所得最大单层吸附量为254.214mg/kg.MTA与磷酸盐共存时,随着溶液中磷酸盐初始浓度的增大,土壤对MTA的平衡吸附量逐渐下降,对磷酸盐的吸附量逐渐增大;SEM-EDS结果表明无论是否添加磷酸盐,反应后的土壤表面都能检测到少量As,但添加磷酸盐条件下土壤表面的As含量则相对较低,证实磷酸盐的存在降低了土壤对MTA的吸附;XRD结果表明MTA能与土壤中的铁铝矿物发生络合反应生成内球络合物-[2Al(H_(2)AsO_(4))_(3)]、≡Al_(2)O_(2)AsO(SH)和-[2Fe(H_(2)AsO_(4))_(3)],而磷酸盐会与土壤表面的羟基形成内球络合物,导致土壤对MTA的吸附能力减弱.

硝酸盐对土壤吸附一硫代砷的影响特征及机理

设计并开展批实验,分析不同浓度NO_(3)^(-)(0~50mg/L)影响下MTA与土壤的相互作用特征,结合XRD、SEM-EDS、XPS等表征测试进一步揭示影响机理.结果发现:(1)土壤对MTA的平衡吸附量(Qe)随着反应体系中NO_(3)^(-)浓度的增加而逐渐增大,当NO_(3)^(-)浓度从0增加至50mg/L时,Qe从27.73mg/kg增加至32.95mg/kg,SEM-EDS测试结果发现随着NO_(3)^(-)初始浓度的增加,反应后土壤表面的砷含量有所增加.证实NO_(3)^(-)的存在能够促进土壤对MTA的固定,且NO_(3)^(-)浓度越高土壤对MTA的固定作用增强.(2)添加NO_(3)^(-)的土壤-MTA反应体系中,反应后溶液中NO_(3)^(-)含量出现不同程度的减小,同时检测到NH4+的生成,而土壤中有含砷、氮的铝氧化物和铁氧化物生成.分析认为:MTA主要被土壤中的铁和铝氧化物吸附,当存在NO_(3)^(-)时,伴随着溶液中NO_(3)^(-)部分发生还原转化成NH_(4)^(+),土壤表面的Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)(氢)氧化物,从而促进了MTA的吸附.

一硫代砷在针铁矿上的吸附及影响因素

以一硫代砷酸盐(monothioarsenate, MTA)为研究对象,查明其在针铁矿上的吸附特征,分析砷酸盐、亚砷酸盐、胡敏酸(humic acid,HA)、硝酸盐和磷酸盐对针铁矿吸附MTA的影响并识别作用机制.结果发现:①当溶液中仅有一种砷形态时,MTA、砷酸盐和亚砷酸盐在针铁矿上的吸附平衡时间分别为8、 2和4 h,吸附过程均符合假二级动力学模型,平衡吸附量(qe)分别为2 129.851、 3 291.838和1 788.767mg·kg-1;当溶液中两种砷形态(砷酸盐与MTA,或亚砷酸盐与MTA)共存时,MTA在针铁矿上的吸附过程仍符合假二级动力学模型,但qe显著减少,分别为1 236.941mg·kg-1和1 532.287mg·kg-1,主要原因是砷酸盐和亚砷酸盐均能与MTA竞争吸附位点.②MTA在针铁矿上的qe随着HA浓度(10~50 mg·L-1)的增加而逐渐降低,因为HA大量的官能团抢占了针铁矿表面吸附点位,从而抑制了MTA的吸附;③当溶液中添加磷酸盐时, MTA、砷酸盐和亚砷酸盐在针铁矿上的qe显著降低,分别为492.802、 815.782和303.714mg·kg-1,这是因为P与As存在竞争性吸附;当添加硝酸盐时,溶液中电子受体数量和Eh增加从而使得3种砷形态的qe均增大,分别为2 211.030、 3 444.023和1 835.537mg·kg-1.